Ruby常量查找路径问题深入研究

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Ruby 的常量查找路径问题是一直困扰我的一个问题,在工作中遇到过好几次,一直没有彻底弄清楚到底为什么,最近在读一本书《Ruby 元编程》,对 Ruby 对象模型有了更深入的认识,另外读了一篇 blog《Everything you ever wanted to know about constant lookup in Ruby》, 让我总算把 Ruby 常量查找路径这个问题搞得比较清楚。

第一个遇到的问题,我还曾经在 Ruby-China 上发过帖。

复制代码 代码如下:

module M1
  CT = "ok"
end

class C1
  CK = "ck"
  include M1

  def self.method1
    puts self
    puts "#{CK} in method1"
    puts "#{CT} in method1"
  end

  class << self
    def method2
      puts self
      puts "#{CK} in method1"
      puts "#{CT} in method2"
    end
  end
end

C1.method1
C1.method2

输出结果是

复制代码 代码如下:

C1
ck in method1
ok in method1
C1
ck in method2
NameError: uninitialized constant Class::CT
    from (irb):16:in `method2'

这是我在重构薄荷网代码时候遇到的问题,method1 和 method2 都是常见的类方法的定义方面,我向来认为它们是等价可替换的写法,但是从实际执行的结果看,它们里面的常量查找路径不一样。

如果我把 M1 的定义改成下面的样子:

复制代码 代码如下:

module M1
  def self.included(base)
    base.extend(self)
  end
  CT = "ok"
end

执行结果是:

复制代码 代码如下:

C1
ck in method1
ok in method1
C1
ck in method2
ok in method2

还有一个问题是也是经常遇到的,抽象成问题代码如下:

复制代码 代码如下:

module A
  module M
    def a_method
      #...
    end
  end
end

class A::B
  include M
end

会报异常:

复制代码 代码如下:

NameError: uninitialized constant A::B::M
  from (irb):10:in `<class:B>'

Ruby 常量查找时依据两条路径

A. Module.nesting
B. open class/module 的 ancestors

A 比 B 优先,A 找不到了才到 B 中查找。

A.Module.nesting 的概念比较容易理解,它是指代码位置的 module 嵌套情况,它是一个数组,从最内层的嵌套一直到最外层的嵌套,如果没有嵌套,数组为空。任何一处代码位置都有 Module.nesting 值,可以通过下面的代码打印出各个位置的 Module.nesting 值。

复制代码 代码如下:

p Module.nesting

module A
  module B
    p Module.nesting
    module C
      p Module.nesting
    end
  end
end

module A::B
  p Module.nesting
end

输出是:

复制代码 代码如下:

[]
[A::B, A]
[A::B::C, A::B, A]
[A::B]

大家有没有注意到,module A::B 这种快捷写法会导致 A 不在 Module.nesting 里,这就是上述第二个问题的根源,因为 M 是 A module 下的常量,module A::B 写法导致不会查找 A::M。

说完 A Module.nesting,再说一下 B open class/module 的 ancestors,这个问题相对复杂很多。简单的说,在 Ruby 代码的任何位置,都有一个 self 存在,同样也有一个 open class/module 存在,在模块和类定义处,它通常就是对应的模块和类,在方法内部,它是方法对应的类。对于 ancestors,我们可以通过代码位置 open class/module 的 ancestors 方法取得。

(备注:ancestors 在引入 singleton_class 概念之后变得有点复杂,如不清楚可参考《Ruby 元编程》)

上述第一个问题: 在method1 中 A 是 [C1] open class/module 是 C1,所以 ancestors 是 [C1, M1, Object, Kernel, BasicObject] CK 在 A 可以找到,CT 在 B 可以找到。

method2 中 A 是 [C1] open class/module 是 C1 的 singleton_class , 所以 ancestors 是 [Class, Module, Object, Kernel, BasicObject] CK 在 A 可以找到,CT 在 A 和 B 都找不到。

对于

复制代码 代码如下:

module M1
  def self.included(base)
    base.extend(self)
  end
  CT = "ok"
end

可运行,是因为这时,在 method2 中,open class/module C1 的 singleton_class 扩展了 M1,所以 ancestors 变成了 [M1, Class, Module, Object, Kernel, BasicObject]。

至此,这两个困扰我多时的问题终于彻底搞清楚了。这个过程给我的一个体会是:面对技术上的一些疑问,如果只是浅尝辄止,是永远不能够真正掌握它的,只有深入专研,透彻理解它的原理,才能够真正掌握它,获得真正的能力提升。